Physik

Fachwerke

Warum eine Brücke aus Dreiecken besteht und nicht aus Vierecken.

Eine Warren-Fachwerkbrücke trägt ihre Fahrbahn über eine Lücke zwischen gemauerten Widerlagern, eine Last auf der Fahrbahn und die Gurte als gedrückt und gezogen beschriftet.

Ein Dreieck aus in den Ecken gelenkig verbundenen Stäben kann seine Gestalt nicht ändern, ohne dass ein Stab seine Länge ändert. Ein Viereck kann es: eine Ecke geschoben, und es kippt zum Rhombus. Darin steckt der ganze Grund, warum jede Brücke, jedes Dach und jeder Kran aus Dreiecken besteht.

In einem Fachwerk wird jeder Stab entweder gezogen oder gedrückt und keiner gebogen, und das macht es leicht: ein Stab ist längs viel fester als quer. Welche Stäbe im Zug und welche im Druck stehen, lässt sich Ecke für Ecke ausrechnen, und so wurden Brücken vor den Rechnern entworfen.

WasWas es bedeutet
Zugder Stab wird gezogen und hält sich selbst zusammen
Druckder Stab wird gedrückt und kann ausknicken
Ein Gelenküberträgt Kraft, aber kein Moment

Die Brücke der App sind Stangen zwischen gelenkig verbundenen Körpern. Gib den Stangen eine Festigkeit und belaste sie, bis etwas nachgibt: was zuerst bricht, ist die Antwort.

Öffne in der App die Szene Fachwerkbrücke, um das hier laufen zu sehen.

Der Rest